Оглавление
- 1 Цикл лимонной кислоты
- 1.1 Цикл лимонной кислоты
- 1.2 История открытия
- 1.3 Обзор цикла
- 1.4 Шаги цикла
- 1.5 Продукты и эффективность
- 1.6 Различия между эукариотами и прокариотами
- 1.7 Превращение D-треоизоцитрата и (S)-малата
- 1.8 Превращение сукцинил-КоА в сукцинат
- 1.9 Превращение 2-оксоглутарата в сукцинил-КоА
- 1.10 Метаболические нарушения при раке
- 1.11 Регулирование цикла лимонной кислоты
- 1.12 Основные метаболические пути
- 1.13 Цикл лимонной кислоты и его роль в метаболизме
- 1.14 Бета-окисление жирных кислот
- 1.15 Глюконеогенез и цикл лимонной кислоты
- 1.16 Катаболизм белков и жиров
- 1.17 Промежуточные продукты цикла лимонной кислоты
- 1.18 Амфиболический путь
- 1.19 Эволюция цикла лимонной кислоты
- 1.20 Полный текст статьи:
- 2 Цикл лимонной кислоты
Цикл лимонной кислоты
-
Цикл лимонной кислоты
- Серия биохимических реакций, высвобождающих энергию из питательных веществ
- Используется организмами для выработки энергии путем анаэробного или аэробного дыхания
- Образует предшественники аминокислот и восстановитель NADH
-
История открытия
- Установлен в 1930-х годах Альбертом Сент-Дьердьи
- Окончательно идентифицирован Гансом Кребсом и Уильямом Джонсоном в 1937 году
-
Обзор цикла
- Связывает углеводный, жировой и белковый обмены
- Окисляет ацетат до углекислого газа и воды
- Образует NADH, FADH2 и GTP
-
Шаги цикла
- Включает перенос ацетильной группы от ацетил-КоА к оксалоацетату
- Окисление цитрата до сукцината
- Восстановление NAD+ до NADH и FAD до FADH2
-
Продукты и эффективность
- Продуктами первого витка являются GTP, NADH, FADH2 и CO2
- Теоретический максимальный выход АТФ составляет 38 молекул на глюкозу
- Наблюдаемый выход АТФ составляет около 30 молекул на глюкозу
-
Различия между эукариотами и прокариотами
- Цикл лимонной кислоты у эукариот протекает в митохондриях
- У прокариот цикл протекает в цитозоле
-
Превращение D-треоизоцитрата и (S)-малата
- У эукариот используется NAD+-зависимый фермент EC 1.1.1.41
- У прокариот используется NADP+-зависимый фермент EC 1.1.1.42
- У эукариот используется NAD+-зависимый фермент EC 1.1.1.37
- У прокариот используется хинон-зависимый фермент EC 1.1.5.4
-
Превращение сукцинил-КоА в сукцинат
- Большинство организмов используют EC 6.2.1.5
- У млекопитающих также действует EC 6.2.1.4
- Некоторые бактерии используют EC 2.8.3.18 и EC 2.8.3.5
-
Превращение 2-оксоглутарата в сукцинил-КоА
- Большинство организмов используют NAD+-зависимую 2-оксоглутаратдегидрогеназу
- Некоторые бактерии используют ферредоксин-зависимую 2-оксоглутаратсинтазу
- Другие организмы используют сукцинат-полуальдегид и сукцинат-полуальдегиддегидрогеназу
-
Метаболические нарушения при раке
- 2-гидроксиглутарат образуется при мутации IDH
- 2-гидроксиглутарат ингибирует ферменты, облегчающие реакции с альфа-кетоглутаратом
- Истощение NADPH приводит к окислительному стрессу и повреждению ДНК
- Гиперметилирование ДНК способствует переходу эпителия в мезенхиму
-
Регулирование цикла лимонной кислоты
- Аллостерическая регуляция с помощью метаболитов и кальция
- Цитрат используется для ингибирования обратной связи
- Кальций активирует фосфатазу пируватдегидрогеназы и другие ферменты
-
Основные метаболические пути
- В цикле лимонной кислоты сходятся анаплеротические и катаплеротические реакции
- Пируват может быть карбоксилирован в оксалоацетат, что увеличивает способность цикла метаболизировать ацетил-КоА
- Все промежуточные продукты регенерируются в течение цикла, что влияет на скорость выработки АТФ
-
Цикл лимонной кислоты и его роль в метаболизме
- Ацетил-КоА является единственным топливом для цикла лимонной кислоты.
- Окисление ацетатной части ацетил-КоА приводит к образованию CO2 и воды.
- Энергия улавливается в виде АТФ.
-
Бета-окисление жирных кислот
- Ацил-КоА окисляется до транс-еноил-КоА.
- Транс-еноил-КоА гидратируется до бета-гидроксиацил-КоА.
- Бета-гидроксиацил-КоА окисляется до бета-кетоацил-КоА.
-
Глюконеогенез и цикл лимонной кислоты
- Оксалоацетат из митохондрий превращается в глюкозу.
- Малат удаляется из митохондрий для превращения в глюкозу.
-
Катаболизм белков и жиров
- Белки расщепляются на аминокислоты, которые могут вступать в цикл лимонной кислоты или превращаться в ацетил-КоА.
- Жиры расщепляются на жирные кислоты и глицерин, который может быть преобразован в глюкозу.
-
Промежуточные продукты цикла лимонной кислоты
- Промежуточные продукты цикла используются для синтеза важных соединений.
- Ацетил-КоА не может быть выведен из митохондрий, но используется для синтеза жирных кислот и холестерина.
-
Амфиболический путь
- Цикл лимонной кислоты участвует как в катаболических, так и в анаболических процессах.
- Глюкоза питает цикл TCA через циркулирующий лактат.
-
Эволюция цикла лимонной кислоты
- Компоненты цикла были получены из анаэробных бактерий.
- Цикл TCA, возможно, эволюционировал более одного раза.